Топырақтағы ылғалдың категориялары, түрлері

Топырақтың құрамында әрқашанда белгілі бір мөлшерде ылғал болады. Топырақта ылғал жауын-шашыннан түскенде, ыза суларының көтерілуі арқылы, атмосфера ауасындағы су буларының конденсациялануы кезінде және топырақты суландыру шараларын жүргізгенде жиналады. Суармалы емес аймақтарда топырақтағы ылғалдың негізгі көзі жауын-шашын. Топырақтағы ылғал оның бойында өтіп жататын биологиялық, химиялық, физикалық-химиялық құбылыстардың белсенділігіне, заттардың жылжуына, ауа, қоректік заттар, жылу режимдеріне және топырақтың физикалық–механикалық қасиеттеріне үлкен ықпалын тигізеді. Сөйтіп топырақтың құнарлылығын анықтайтын көптеген қасиеттерінің дамуына әсер етеді.

Топырақтағы ылғал өсімдіктердің, оның микроағзалары мен фаунасының тіршілігінің негізі. Өсімдіктер өніп даму кезінде мол ылғал жұмсайды. Бір грамм құрғақ зат құрауы үшін олар 200-ден 1000 граммға дейін су жұмсайды. Сумен бірге өсімдіктер топырақтан қоректік заттарды да сіңіреді. Топырақ құрамындағы ылғалдың қолайлы мөлшері болғанда өсімдіктер жоғары өнім береді. Ылғалдың мөлшері тапшы немесе артық болғанда өсімдіктердің және басқа топырақ ағзаларының дамуы тежеледі.

Өсімдіктердің ылғалмен қамтамасыз етілуі топыраққа түсетін ылғалдың ғана мөлшерімен емес, сонымен бірге топырақтың ылғалдылық қасиеттеріне, яғни оның ылғалды өткізуіне, ылғал тұтқыштығына, өсімдіктерге тежемей беріп тұру қасиеттеріне байланысты.

Топырақ ылғалдылығы туралы ілімнің дамуына үлкен үлес қосқан ғалымдар А.А. Измаильский (1851-1914), Г.Н. Высоцкий (1865-1940), А.Г. Дояренко (1874-1958), С.И. Долгов (1905-1977), Н.А. Качинский (1894-1976), А.А. Роде (1897-1979).

Топырақтың қатты бөлігімен байланысына және жылжымалығына қарай топырақтағы ылғал категорияларға, түрлерге жіктелді.

А.А.Роденнің классификациясына сәйкес топырақтағы ылғал бес категорияға бөлінеді. Олар: қатқан су, химиялық байланысқан ылғал, су буы, физикалық байланысқан ылғал және еркін су.

Қатқан ылғал - мұз. Ол жыл мезгіліне байланысты суық мезгілде пайда болып жылы мезгілде еріп топырақтағы ылғал қорын толықтырады. Ал мәңгі мұзды аймақта қысы-жазы ерімей топырақ бойында болады.

Химиялық байланысқан су топырақтағы минералдар, органикалық және органикалық–минералды қосылыстар құрамына кірген жеке физикалық дене құрамайтын, жылжымайтын және заттарды ерітуге қатыспайтын ылғал. Мысалы: гипстің ( ), мирабилиттің ( ) және темірдің, алюминийдің гидрототықтарының құрамындағы ылғал.

Топырақтағы су буы оның қуыстарындағы ауа құрамында болады. Көптеген жағдайда топырақтың ауасы су буына қанығуға жақын. Сондықтан топырақ сәл салқындаса осы су буы конденсацияланып сұйық ылғалға айналады. Ал керісінше температура жоғарласа, топырақтағы сұйық ылғал буға айнала бастайды. Топырақтағы қысымы жоғары су буы бар қуыстардан ол оның шамалы қысымы бар қуыстарына жылжиды және ол ауа ағымымен қозғалысқа түседі.

Физикалық байланысқан су топырақтарының қатты бөлігінің сыртында бар молекулалық күш арқылы тартылып ұсталынады. Топырақ су буын да, сұйық суды да тартып ұстайды. Су молекулаларының оң және теріс заряды бар болып келеді. Сондықтан ол молекулалар бір-бірімен қарсы зарядтары арқылы тартылынып қатпарлар түзіп орналасады (32-сурет).

Ылғалдың топырақ түйіршігімен тартылу күші оған жақын орналасқан қатпарларда үлкен, ал одан алыс орналасқан қатпарларда әлсіз. Осыған орай физикалық байланысқан ылғалды тығыз және әлсіз байланысқан ылғалға бөледі.

Тығыз байланысқан ылғал - топырақтың түйіршіктерінің су буынан сіңірген бөлігі. Топырақтың су буын сіңіруі оның гигроскопиялық қасиеті, ал осылай тартылып ұсталынатын гигроскопиялық ылғал болып есептелінеді. Яғни, тығыз байланысқан ылғал - гигроскопиялық ылғал. Оның мөлшері топырақпен жанасқан ауаның ылғалдылығына байланысты. Ал ауа ылғалдылығы өскен сайын, топырақтағы гигроскопиялық ылғал мөлшері де молаяды. Ауа ылғалдылығы 100% жақындағанда топырақтың одан сіңіріп алатын ылғал көрсеткішін максималды гигроскопиялық ылғал деп атайды. Гигроскопиялық максималды ылғалдылық байқалғанда топырақ түйіршігінің үстіне 3-4 қатпарлы су молекулалары орналасады. Гигроскопиялық ылғал және максималды гигроскопиялы ылғал мөлшеріне топырақтың қатты бөлігінің гранулометриялық, минералдық құрамы, қарашіріндімен қамтамасыз етілуі ықпалын тигізеді. Топырақ құрамында тозаң және коллоид бөлшектер көп болса онда гигроскопиялық және максималды гигроскопиялық ылғал көп болады. Қарашірінді мөлшерінің ұлғайуы да осы көрсеткіштер дәрежесін өсіреді.

Гранулометриялық құрамы құм, құмайт, қарашіріндісі аз топырақта максималды гигроскопиялық ылғал мөлшері 0,5-1%, ал қарашіріндісі мол, құмбалшық, балшық топырақта ол 15-16 % -ке дейін болады.

Тығыз байланысқан яғни, гигроскопиялық және максималды гигроскопиялық ылғал жылжымайды және өсімдіктерге тиімсіз.

Топырақтың қатты бөлігінің үстіндегі максималды гигроскопиялық ылғал қабаттарының сыртына молекулалық күш арқылы тартылып жайғасқан ылғал қабаттары топырақтағы әлсіз байланысқан ылғал түріне жатады. Бұл ылғалдың көп қатпарлы ылғал бар аудандардан қатпарлары шамалы аудандарға қарай ығысып жылжитын қабілеті бар. Орташа есеппен көптеген топырақта ылғалдың бұл түрі 7-15%-ға дейін болады. Балшықты топырақта 30-45%, ал құмды топырақта 3-5% болуы мүмкін.

Топырақтың қатты бөлігінің молекулалық күштерінің әсері тимейтін топырақтағы су еркін ылғал болып саналады. Еркін ылғалды қылтүтікті ылғал және гравитациялық ылғал ретінде екі топқа бөледі.

Қылтүтіктегі ылғал топырақтың нәзік түтікті кеуектерінде (қуыстарында) қылтүтік күші әсері арқылы сақталады. Топырақтағы кеуектердің диаметрі 0,8 мм- ден кіші болғанда қылтүтік күштерінің әсері байқала бастайды. Әсіресе осы күштің артуы кеуектердің диаметрі 0,1-0,003 мм болғанда жақсы байқалады.

Қылтүтіктегі ылғалдың жылжығыштығы жақсы. Топырақтың үстіңгі қабатынан ылғал өсімдіктермен пайдаланғанда немесе буланғанда ол астыңғы қабаттардан жоғары көтеріледі, заттарды ерітеді, оларды жылжытады. Топырақтың ылғалмен қамтамасыз етілуін жақсарту үшін осы қылтүтіктегі ылғал қорын толықтырып отыру қажет.

Қылтүтіктегі ылғалды екі түрге бөледі. Біріншісі қылтүтіктегі ілінгенылғал, екіншісі қылтүтіктегі тірелген ылғал. Қылтүтіктегі ілінген ылғал топырақты үстінен ылғалдандырғанда (жауын-шашыннан немесе суарғанда) байқалады. Топырақтың үстіңгі қабаттары қылтүтіктері ылғалға толып тұрады, да ол жер асты суымен (ыза сумен) байланыспаған болады. Ал қылтүтіктегі тірелген ылғал түрі топырақтың қылтүтіктеріндегі ылғал жер асты суларымен (ыза сулармен) байланысқан болса, оған барып тірелген болса байқалады. Қылтүтіктегі ілінген су топырақта жақсы сақталады, өсімдіктерге тиімді болып келеді. Сондықтан агрономиялық жағынан осы ылғал түрінің маңызы жоғары.

Қылтүтіктегі ілінген ылғалдың түріне түйіскен ылғалды да жатқызады. Ол гранулометриялық құрамы жеңіл (құм) топырақтарда кездеседі. өйткені осы топырақтарда қылтүтіктер көп дамымаған, сондықтан оларда ылғал топырақтың түйіршіктерінің түйіскен тұсында ілініп сақталынады (33-сурет).

Гравитациялық ылғал топырақтағы ірі, қылтүтік емес кеуектерде орналасып, жердің тарту күші арқылы топырақтың тік кескіні бойынша төмен қарай қозғалады. Гравитациялық ылғал өте мол жауын-шашын түскен соң, жоғары мөлшерде жерді суарудан кейін және ойпат батпақты жердің топырағында байқалуы мүмкін. Гравитациялық ылғалдың топырақта болуы қолайсыз. Ол уақытша немесе бірыңғай топырақтың сумен артық қамтамасыз етілгенін көрсетеді. Топырақ құрамындағы ауаның мөлшері күрт кеміп, анаэробты процестердің жүруіне ықпалын тигізеді.